日晷是測量什麼的工具?
時間
日晷,本義是指太陽的影子。現代的“日晷”指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器,又稱“日規”。
日晷有兩層含義,一般指的是第2個含義。
(1)“日”指“太陽”,“晷”表示“影子”,“日晷”的意思爲“太陽的影子”。
(2)利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置,又稱“日規”。
日晷通常由銅製的指針和石制的圓盤組成。銅製的指針叫做“晷針”,垂直地穿過圓盤中心,起着圭表中立竿的作用,因此,晷針又叫“表”;石制的圓盤叫做“晷面”,安放在石臺上,呈南高北低,使晷面平行於天赤道面,這樣,晷針的上端正好指向北天極,下端正好指向南天極。
晷面兩面都有刻度,分子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰,每個時辰又等分爲“時初”、“時正”,這正是一日24小時。 絕大部分的日晷顯示的都是視太陽時,有些在設計上作了變更,可以顯示標準時或是日光節約時間。
人類使用日晷的歷史非常遙遠,古巴比倫在遠古時期的6000年前就開始使用了,中國是在3000多年前的周朝。
日晷不但能顯示一天之內的時刻,還能顯示節氣和月份。當然它的缺點也是顯而易見的,笨重而且看不到陽光的時候不能用,比如陰天和晚上。
這項發明被人類所用達幾千年之久,直至1270年在意大利和德國才現早期的機械鐘,而中國則在1601年明代萬曆皇帝纔得到二架外國的自鳴鐘,清代時雖有很多進口和自制的鐘表,但都爲王宮貴府所用,一般平民百姓還是看天曉時。
日晷的工作原理
在一天中,被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變着:
第一是影子的長短在改變。早晨的影子最長,隨着時間的推移,影子逐漸變短,一過中午它又重新變長;
第二是影子的方向在改變。在北迴歸線以北的地方,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在東方。從原理上來說,根據影子的長度或方向都可以計時,但根據影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。隨着時間的推移,晷針上的影子慢慢地由西向東移動。移動着的晷針影子好像是現代鐘錶的指針,晷面則是鐘錶的表面,以此來顯示時刻。
早晨,影子投向盤面西端的卯時附近;當太陽達正南最高位置(上中天)時,針影位於正北(下)方,指示着當地的午時正時刻。午後,太陽西移,日影東斜,依次指向未、申、酉各個時辰。
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